电力电子技术-三相半波可控整流.ppt

3.2 三相可控整流电路 交流测由三相电源供电 负载容量较大，或要求直流电压脉动较小、易滤波时用。 最基本的是三相半波可控整流电路，应用最广的是三相桥式全控整流电路 3.2.1 三相半波可控整流电路 3.2.2 三相桥式全控整流电路 带电阻负载 带阻感负载 带电阻性载 带阻感负载 1 . 电阻性负载 (1) 工作原理 为了得到零线，整流变压器二次绕组接成星形。为了给三次谐波电流提供通路，减少高次谐波对电网的影响，变压器一次绕组接成三角形。图中三个晶闸管的阴极连在一起，为共阴极接法。 3.2.1 三相半波可控整流电路 每个晶闸管的阴极电位相同，所以只有阳极电位最高且门极加触发脉冲的晶闸管才能被触发导通 t1～t2期间：ua最高，VD1导通，ud=ua。 t2～t3期间：ub最高，VD2导通，迫使VD1关断，ud=ub。 t3～t4期间：VD3导通,迫使VD2关断， ud=uc。 VD1,2,3轮换导通各120° ，ud为三相电压在正半周的包络线，三脉波整流。 t1，t2，t3时刻均发生二极管换流，电流由一只向另一只转移 二极管换相时刻为自然换相点，是各相晶闸管能触发导通的最早时刻，将其作为计算各晶闸管触发角a的起点，即a =0。 =0时的iVT1波形每个周期导通120° 晶闸管VT1的电压波形，由3段组成： 第1段，VT1导通期间，为一管压降， 可近似为uT1=0 第2段，在VT1关断后，VT2导通期间， uT1=ua-ub=uab，为一段线电压。 第3段，VT2关断后，VT3导通期间， uT1=ua-uc=uac为另一段线电压。 其他两管上电压波形形状相同，相位依次相差120°。 结论：晶闸管电压由一段管压降、 两段线电压组成。 a =0时，VT1的电压波形分析： 图3-13 三相半波电阻负载，a =0波形 图3-14 三相半波可控整流电路，电阻负载，a =30 时的波形 =30o处VT1触通，经 过自然换相点后ub虽最 高，但VT2并未触通， 故只有VT1继续导通， 直到ua过零时关断. id与ud波形相同， 各相仍导电120 结论：负载电流处于连 续和断续之间的临界状 态临界断续。 a =30°时的工作原理分析： O w t O w t O w t u ab u ac w t 1 i VT 1 u VT 1 u ac 结论：a 30°的情况 负载电流断续，晶闸 管导通角小于120° 。 图3-15三相半波可控整流电路，电阻负载，a =60 时的波形 =60o波形：ua过零时VT1关断，至VT2触通之前，三只管子均不导通，ud=0，id断续，各管子导通角=90o。 a =60°时的工作原理分析： 通过三种波形的分析可得出结论： 增大a ，则整流电压相应减小。 a =30º是输出电压、电流连续和断续的临界点。 当α＜30º时，后一相的晶闸管导通使前一相的晶闸管关断。 当a ＞30º时，导通的晶闸管由于交流电压过零变负而关断后，后一相的晶闸管未到触发时刻，此时三个晶闸管都不导通，直到后一相的晶闸管被触发导通。 a = 150º时输出电压为零，所以三相半波整流电路电阻性负载移相范围是0º～150º。 整流电压平均值的计算： a =30º是ud波形连续和断续的分界点。因此，计算输出电压平均值Ud时应分两种情况进行。 1） a ≤30时，负载电流连续，有： 当a =0时，Ud最大，为 Ud = Ud0 = 1.17U2 2） a 30时，负载电流断续，晶闸管导通角减小，此时有： 当a =150º时， Ud =0 (2) 数量关系 负载电流平均值为 晶闸管承受的最大反向电压，为变压器二次线电压峰值，即 晶闸管阳极与阴极间的最大正向电压等于变压器二次相电压的峰值，即 晶闸管电流平均值 2.阻感负载 工作情况分析： a ≤30时,整流电压波形与电阻负载时相同 a 30时,ua过零时，VT1不关断，直到VT2 的脉冲到来，才换流，由VT2导通向负载供电，同时向VT1施加反压使其关断—ud波形中出现负的部分。 id波形有一定的脉动，但为简化分析及定量计算，可将id近似为一条水平线。 随a增大，ud中负面积增大,直到a =90°，正负面积相等，ud =0。阻感负载时的移相范围为90 每只SCR导通角=120°，电流近似为120°方波。 数量关系分析： 由于负载电流连续， 即 变压器二次电流即晶闸管电流的有效值为 晶闸管的额定电流 晶闸管最大正、反向电压峰值均为变压器二次线电压峰值 折合为正弦半波通态平均电流 Ud/U2～ 函数曲线(图3-